|
|
Hardenning of polymeric composites by nanotubes
Kuběna, Martin ; Zajíčková, Lenka (referee) ; Pantělejev, Libor (advisor)
This diploma thesis focuses on the influence of carbon nanotubes (CNTs) on the mechanical properties of a composite material with polyurethane (PU) matrix. The material was supplied in the form of thin films with thickness from 0.2 mm to 1.2 mm. The theoretical part of this thesis describes the production technology, properties and applications of composite materials PU/CNTs, and also deals with preparation technology and properties of both components of this composite material separately. The theoretical part also describes the principle of tensile testing of polymer materials. The experimental part of the thesis was primarily focused on comparing the tensile properties of a composite material PU/CNTs with tensile properties of pure PU. At first, tensile properties of pure PU were investigated, while the influence of various factors like strain rate, specimen thickness, heat treatment and aging was examined. In adition, stress relaxation tests and tests with strain rate jumps were performed on pure PU specimens. Then composite PU/CNTs was tested in tension and the results were compared with the results of tensile tests of pure PU. Composite material PU/CNTs was prepared with various concentrations, so it was possible to determine the effect of CNTs content on the tensile properties of the composite. The last part of this thesis deals with tensile tests of PU composite material with functionalized carbon nanotubes (PU/FCNTs), where the influence of surface modification (functionalization) of CNTs on the tensile properties composites was investigated. It was shown that the effect of both CNT and FCNT on mechanical properties of the composite is not significant. This conclusion was discussed on basis of the works of other authors, which do not unambiguously proved the positive effect of CNT or FCNT on mechanical properties of composites with polymer matrix.
|
|
|
Plasmonic Antennas
Kvapil, Michal ; Brzobohatý, Oto (referee) ; Novák, Stanislav (referee) ; Šikola, Tomáš (advisor)
Tato disertační práce pojednává o plazmonických anténách. Rezonanční vlastnosti plazmonických antén jsou studovány teoreticky i experimentálně. Teoretické výpočty jsou prováděny v programu Lumerical FDTD Solutions užitím numerické metody konečných diferencí v časové doméně. Pro experimentální studium byly antény vyrobeny pomocí elektronové litografie. Rezonanční vlastnosti vyrobených antén jsou studovány fourierovskou infračervenou spektroskopií. Práce se zaměřuje na studium rezonančních vlastností antén vyrobených na vrstvě nanokrystalického diamantu. Dále zkoumá možnost využití antén jako plazmonického senzoru funkcionalizovaného k detekci streptavidinu. Nakonec je představena anténa tvaru písmene V, u které dochází v důsledku porušení symetrie antény ke směrovému rozptylu dopadajícího světla. Tato směrovost se ovšem projevuje jen na vlnových délkách blízkých kvadrupólovému módu antény.
|
|
|
Functionalization of biodegradable polymers by itaconic anhydride
Michlovská, Lenka ; Hermanová, Soňa (referee) ; Vojtová, Lucy (advisor)
Předložená diplomová práce se zabývá přípravou biodegradabilního termosenzitivního triblokového kopolymeru na bázi polyethylenglykolu, kyseliny polymléčné a polyglykolové (PLGA-PEG-PLGA) a dále pak především jeho modifikací anhydridem kyseliny itakonové (ITA), který dodá kopolymeru jak reaktivní dvojné vazby tak i funkční karboxylové skupiny důležité pro reakci s biologicky aktivními látkami. Hlavním cílem bylo optimalizovat reakční podmínky pro dosažení nejvyššího stupně navázání ITA na polymer za vzniku ITA/PLGA-PEG-PLGA/ITA. Uvedený kopolymer je po vytvoření heterogenního kompozitu např. s hydroxyapatitem vhodný pro biomedicíncké aplikace především v oblasti tkáňového inženýrství jako dočasná náhrada či fixace tvrdých tkání (kostí). V teoretické části uvedené práce jsou na základě literární rešerše obecně popsány hydrogely, jejich rozdělení, síťování a degradace. Stručně jsou rozepsány fyzikální a chemické vlastnosti a syntéza jednotlivých biomateriálů použitých při syntéze, anhydridu kyseliny itakonové a jejich kopolymerů. Experimentální část popisuje detailně syntézu PLGA-PEG-PLGA kopolymeru polymerací za otevření kruhu pomocí vakuové linky a Schlenkových technik. Byla sledována i kinetika polymerace s navržením nejvhodnějších podmínek syntézy. Uvedený kopolymer byl následně modifikován anhydridem kyseliny itakonové opět katalytickou reakcí za otevření kruhu. V důsledku optimalizace reakčních podmínek byl sledován vliv teploty, rozpouštědla, času a čistoty vstupních látek. Výsledný ITA/PLGA-PEG-PLGA/ITA kopolymer byl charakterizován pomocí 1H NMR, FT-IR a GPC metody. Byly sledovány kinetiky polymerace PLGA-PEG-PLGA kopolymeru a to z přesublimované a nepřesublimované kyseliny polymléčné a polyglykolové. V obou případech probíhala kinetika reakcí bez přítomnosti rozpouštědla při 130 °C po dobu 3 hodin s konverzí asi 90 %. Delší čas neměl vliv na růst konverze. U kinetiky z nepřesublimovaných monomerů byl sledován během několika prvních minut prudký nárůst konverze a pak již byl průběh konstantní, na čase nezávislý. Výsledná polydisperzita kopolymeru byla 1,26 a molekulová hmotnost 7155 g/mol. Optimálních podmínek bylo dosaženo u polymerace z přesublimovaných monomerů, kdy byl nárůst konverze do hodnoty 88 % získané během 2,5 hodin téměř lineární (polymerace byla živá) a poté byl progres konstantní. Byl získán přesně definovaný PLGA-PEG-PLGA kopolymer o molekulové hmotnosti 7198 g/mol a polydisperzitě 1,20. Nejlepších podmínek při syntéze ITA/PLGA-PEG-PLGA/ITA kopolymeru bylo dosaženo reakcí bez přítomnosti rozpouštědla při 110 °C po dobu 1,5 hodiny s přesublimovaným anhydridem kyseliny itakonové, kdy bylo na původní kopolymer navázáno 76.6 mol. %. Výsledná molekulová hmotnost kopolymeru (5881 g/mol) s polydisperzitou 1,37 stanovená pomocí GPC se shodovala s vypočítanou molekulovou hmotností z 1H NMR i s teoretickou molární hmotností (Mn(teor)/Mn(GPC)/Mn(NMR) = 1/0,89/0,96).
|
|
|
Functionalized nanostructures
Váňa, Rostislav ; Kvapil, Michal (referee) ; Kolíbal, Miroslav (advisor)
This thesis deals with functionalized nanoparticles. In the first part there are mentioned materials suitable for a functionalization, the usage of functionalized nanoparticles in medicine and biochemistry and detection methods of changes of optical properties. In the second part changes of optical properties after functionalization are investigated by spectroscopic ellipsometry and FTIR spectroscopy.
|
|
|
Ion-selective membrane with antimicrobial effect
Gablech, Evelína ; Farka,, Zdeněk (referee) ; Soukupová,, Jan (referee) ; Drbohlavová, Jana (advisor)
Tato práce se zabývá zlepšením antimikrobiálních vlastností komerčních polymerních membrán používaných v mlékárenském průmyslu pro filtraci mléčných výrobků jako je syrovátka. Tyto membrány trpí kontaminací způsobenou mikroorganismy přítomnými v mléce během procesu filtrace. Toto biologické znečištění ovlivňuje životnost membrány i samotný filtrační proces. Pro ochranu membrány před vytvořením biofilmu z mikroorganismů byly tyto membrány modifikovány pomocí plazmových metod tak, aby došlo k funkcionalizaci aminovými skupinami pro následnou imobilizaci nanočástic stříbra a selenu. Antimikrobiální aktivita obou typů nanočástic a membrán s imobilizovanými nanočásticemi byla stanovena proti buněčným kmenům Staphylococcus aureus a Escherichia coli.
|
|
|
Magnetic particles as analytical tool in medicine
Gablech, Evelína ; Pekárková, Jana (referee) ; Hubálek, Jaromír (advisor)
This work reports on knowledge of magnetic nanoparticles, modification of their surface and their using in different areas. Literature review describes using MNPs in separation techniques of analytic biochemistry to imobilizate nucleic acids and proteins. The matter of experimental part is synthesis of MNPs using coprecipitation of iron salts and next modification of their surface. In MNPs preparation the effect of the presence of PEG in the reaction mixture and the temperature effect on the resulting properties of MNPs was examined. MNPs surface was modified by two different methods, emulsion polymerization method with precursors MMA and AAc, and carboxylation method using 11 -mercaptoundecanoic acid. PEG or temperature had little effect on the properties of the prepared MNPs. Establishing carboxyl groups succeeded only when the method of emulsion polymerization was used.
|
|
|
Functional nanoparticles for plasmonic biosensors
Přítulová, Marie ; Salyk, Ota (referee) ; Vala, Martin (advisor)
This thesis aims to prepare functional gold nanoparticles (AuNPs) and use them in conjunction with a surface plasmon resonance (SPR) biosensor for highly sensitive detection of carcinoembryonic antigen (CEA). In this work, preparation of colloidal AuNPs was investigated and a three-step synthesis was optimized to yield spherical nanoparticles with a diameter of about 100 nm and smooth surface. The synthesized AuNPs were functionalized by a self-assembled monolayer of carboxy-PEG alkanethiols and streptavidin and characterized by UV/VIS spectroscopy and -potential method. Finally, the functionalized AuNPs were employed in sandwich assay for the sensitive detection of CEA and it was demonstrated that they can enhance sensor response to CEA by a factor of 100 compared to the direct detection of CEA.
|
|
|
Functionalized hyper-cross-linked porous polyacetylenes
Havelková, Lucie
An atom-economic one-step chain-growth coordination homopolymerization providing high yields of functionalized hyper-cross-linked polyacetylenes with permanent micro/mesoporous texture and specific surface area up to 1062 m2 /g was introduced and optimized. Substituted 1,3-diethynylbenzenes served as monomers simultaneously providing functionalization and hyper-cross-linking of the networks. The homopolymerization was compatible with the heteroatom groups of the monomers and allowed to prepare polyacetylene networks with the wide spectrum of univalent functional groups: -F, -Cl, -Br, -NO2, -COOCH3, -CH2OH, -COOH and -CH=O decorating the aromatic segments of the networks in a high extent (7.87 mmol/g). A novel two-step synthesis of functionalized hyper-cross-linked polyacetylenes was introduced combining chain-growth coordination polymerization of acetylenic monomers and covalent templating using acetal and Schiff base protecting groups. By postpolymerization hydrolytic removal of the protecting segments from the primary networks, the networks with a high content (up to 9.61 mmol/g) of univalent functional groups -CH2OH, -CH=O and -NH2 were prepared. These groups were placed either on the cross-linking or linear (aromatic and aliphatic) network segments, even in the vicinity of the main...
|
|
|
Functionalized hyper-cross-linked porous polyacetylenes
Havelková, Lucie ; Sedláček, Jan (advisor) ; Brožek, Jiří (referee) ; Balcar, Hynek (referee)
An atom-economic one-step chain-growth coordination homopolymerization providing high yields of functionalized hyper-cross-linked polyacetylenes with permanent micro/mesoporous texture and specific surface area up to 1062 m2 /g was introduced and optimized. Substituted 1,3-diethynylbenzenes served as monomers simultaneously providing functionalization and hyper-cross-linking of the networks. The homopolymerization was compatible with the heteroatom groups of the monomers and allowed to prepare polyacetylene networks with the wide spectrum of univalent functional groups: -F, -Cl, -Br, -NO2, -COOCH3, -CH2OH, -COOH and -CH=O decorating the aromatic segments of the networks in a high extent (7.87 mmol/g). A novel two-step synthesis of functionalized hyper-cross-linked polyacetylenes was introduced combining chain-growth coordination polymerization of acetylenic monomers and covalent templating using acetal and Schiff base protecting groups. By postpolymerization hydrolytic removal of the protecting segments from the primary networks, the networks with a high content (up to 9.61 mmol/g) of univalent functional groups -CH2OH, -CH=O and -NH2 were prepared. These groups were placed either on the cross-linking or linear (aromatic and aliphatic) network segments, even in the vicinity of the main...
|
|
|
Ion-selective membrane with antimicrobial effect
Gablech, Evelína ; Farka,, Zdeněk (referee) ; Soukupová,, Jan (referee) ; Drbohlavová, Jana (advisor)
Tato práce se zabývá zlepšením antimikrobiálních vlastností komerčních polymerních membrán používaných v mlékárenském průmyslu pro filtraci mléčných výrobků jako je syrovátka. Tyto membrány trpí kontaminací způsobenou mikroorganismy přítomnými v mléce během procesu filtrace. Toto biologické znečištění ovlivňuje životnost membrány i samotný filtrační proces. Pro ochranu membrány před vytvořením biofilmu z mikroorganismů byly tyto membrány modifikovány pomocí plazmových metod tak, aby došlo k funkcionalizaci aminovými skupinami pro následnou imobilizaci nanočástic stříbra a selenu. Antimikrobiální aktivita obou typů nanočástic a membrán s imobilizovanými nanočásticemi byla stanovena proti buněčným kmenům Staphylococcus aureus a Escherichia coli.
|
guest ::
